Когда разгон на второй передаче будет эффективней, чем на первой
В некторых случаях разгон на второй передаче может происходить быстрее, чем на первой. В каких именно?
Сразу оговорюсь, что дело с реализацией максимального сцепления в пятне контакта шин с дорогой мы оставим в стороне, считая, что колёса способны реализовать любую нашу тягу и рассуждая о чисто механических причинах такого необычного поведения автомобиля.
Всё дело в том, что мы разгоняем не только автомобиль, но и двигатель. Чем больше передаточное число в коробке передач (чем ниже передача), тем больше энергии будет уходить на разгон самого двигателя. Впрочем, давайте поясню на примере, но сначала совсем немного теории.
Как наверняка многие помнят из школьного курса, кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости. С вращательным движением аналогично - кинетическая энергия пропорциональна квадрату угловой скорости. Вот в этой квадратичной зависимости всё дело. Смотрите, допустим, мы разгоняемся на прямой передаче (с передаточным числом 1) до скорости V, при этом набранная при разгоне кинетическая энергия поступательного движения составит E, угловая скорость вращения колевала W, а накопленная двигателем кинетическая энергия вращения е. Теперь посмотрим, что будет, если мы будем разгоняться на передаче с передаточным числом 2: очевидно, что конечные параметры автомобиля останутся неизменными (V и Е), а вот двигатель придётся раскрутить до угловой скорости 2W, соответственно, он получит энергию 4е. При передаточном числе 3 эта энергия составит 9е, при числе 5 - 25е, а при совсем короткой передаче с передаточным числом 10 энергия составит аж 100е! Напоминаю, что при этом кинетическая энергия самого автомобиля (Е) остаётся неизменной. Вот и получается, что с ростом передаточного числа мы всё больше энергии начинаем тратить на раскрутку самого двигателя, а не на разгон автомобиля. Иногда, на низших передачах, больший крутящий момент не способен это компенсировать.
На наше счастье, условия возникновения такой коллизии весьма специфичны: её не встретить ни в автоспорте, ни на гражданских легковых автомобилях. Она проявляется на тяжелых грузовиках, в инструкциях к которым так и пишут, что в обычных дорожных условиях будет лучше трогаться со второй передачи.
Но зачем же тогда вообще нужна такая неэффективная первая передача? Отвечаю: да, она неэффективна в плане разгона, но зато только она даёт сумасшедшую тягу, которая позволяет гружёному грузовику преодолеть, к примеру, крутой подъём.
P.S. Я понимаю, это выглядит невероятно, поэтому вот график разгона автомобиля УРАЛ-4320 при низшей передаче в раздаточной коробке в осях ускорение - скорость. Обратите внимание, ускорение на первой передаче значительно уступает ускорению на второй, и лишь чуть-чуть превосходит ускорение на третьей передаче.
Источник картинки - книга "Теория движения полноприводных колёсных машин" профессора Ларина (который, собственно, и преподавал мне эту самую теорию движения)
